Способ оценки удароопасности массива горных пород

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 19) О 1) За) Е 21 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБ И ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 3 Бюл. У 35и Г.В.Черорного деАН СССР ибирсое свид 21 С(54) (57) СПОСО МАССИВА ГОРНЫХ мическое возде с амплитуколебаний 1,2 раза.(71) Институт гкого отделения(56) 1. АвторскНф 534566, кл. Е2. Сагинов Агеоэлектрика. СПИ", 1977, с. 1 ОЦЕНКИ УЛАРООПАСНОСТ ОРОД, включающий дин твие на исследуемый участок и регистрацию механическихколебаний массива, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения оперативности и точности оценки,воздействие на массив осуществляютсерией взрывов, следующих друг задругом с интервалом от 50 до 300 мс,определяют спектральный состав колебаний и его изменение во времени исудят от удароопасности по наличиюколебаний массива после окончания взрыва, длительность котошает длительность взрываспектральные составляющиедой, превьвпающей амплитудпри взрыве не менее чем в1Изобретение относится к горнойпромышленности н может быть применено на рудных и нерудных месторождениях для контроля удароопасностимассива на глубоких подземных горныхпредприятиях, опасных по динамическим проявлениям.Известен способ оценки состояниямассива в горных выработках, включающий искусственное возбуждение коле Обаний в массиве и преобразование ихв электрический сигнал С 11 .Однако при указанном способе измерения проводятся оператором вручную, ввиду чего идентичность ударовисключена, а значит исключена иидентичность и точность измерений,так как при ударах разной силы в кровле будут возбуждаться разные спектры.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является способ оценки удароопасности массивагорных пород, включающий динамическое воздействие на исследуемый участок и регистрацию механических колебаний массива. Динамическое воздействие осуществляется комбайном приведении добычных работ, и измеряетсяуровень акустической эмиссии массива горных пород в течение 30 мин пос- Зле остановки комбайна 121,Однако известный способ ие оперативен, так как требует многократныхизмерений после каждой остановки комбайна, и не позволяет точно определять склонность каждого исследуемогоучастка к динамическим явлениям ввиде горного удара.Цель изобретения - повышение оперативности и точности оценки.Укаэанная цель достигается тем,40что согласно способу оценки удароопасности массива горных пород, включающему динамическое воздействиена исследуемый участок и регистрацию45механических колебаний массива, воздействие на массив осуществляют серией взрывов, следующих друг за другом с интервалом от 50 до 300 мс,определяют спектральный состав колебаний и его изменение во времени исудят об удароопасности по наличиюколебаний массива после окончаниявзрыва, длительность которых превышает длительность взрыва и имеющихспектральные составляющие с амплитудой, превышающей амплитуду колебаний при взрыве не менее чем в 1,2 раза. 1Способ реализуется следующим образом.Для осуЩествления способа массив возбуждают серией взрывов, следующих друг за другом с интервалом от 50 по 300 мс, регистрируют частотный 1спектр полученного электрического сигнала в течение всей серии взрывов, выделяют из полученного спектра участки с амплитудами, не менее чем в 1,2 раза превышающими амплитуды сигналов от взрывов, и с длительностью не менее длительности взрыва, после чего по наличию выделенных участков в частотном спектре судят об удароопасности или отсутствии таковой в массиве.На чертеже приведено устройство для осуществления автоматического по операциям измерения.Устройство содержит трехкомпонентные первичные сейсмопреобразователи 1, соединенные с четырьмя усилителями-формирователями 2, выходы которых подсоединены к первому коммутатору 3. Три выхода первого коммутатора подсоединены к каждому входу трех блоков 4-6 покомпонентной аналоговой обработки микросейсмической эмиссии, выходы которых подсоединены к входам сумматора 7 коммулятивных значений, и далее к регистратору 8. К четырем выходам измерительных усилителей-формирователей подсоединен магнитофон 9 двенадцатиканальный, один выход которого подсоединен к входу многоканального осциллографа 10, а другой - к входу параллельного анализатора 11 спектра в реальном мас 1 штабе времени, к входу которого подключен второй коммутатор 12, причем три выхода первого коммутатора подключены к трем входам второго коммутатораИикросейсмическая информация в широком частотном диапазоне от 20 Гц до 20 кГц оценивается посредством предлагаемого устройства в режиме взвешивания по всем трем компонентам, и тем самым оценка производится с учетом энергетики протекания динамических процессов. Оценка осуществляется в интервалы времени после окончания серии взрывных процессов с одновременной записью микросейсмической информации на многоканальный магнитофон, при этом регистрируют частотный спектр полученного электрического сигнала в течение всей1114793 Составитель Г.АпексееваРедактор О.Бугир Техред Л,Коцюбняк Корректор Г.Огар Заказ 6748/22 Тираж 564 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 серии взрывов, осуществляемых с интервалом от 50 до 300 мс. Длительность интервалов времени определяется экспериментально в зависимости от минимальной до максимальной мощ 5 ности используемых технологических взрывов так, чтобы не было случайного наложения последующего взрыва с предыдущим или наложения кратковременной реакции массива от действия взрыва. Обычные технологические взрывы имеют аналогичные временные интервалы, поэтому для осуществления способа не требуется проведение дополнительных взрывных работ. Количество взрывов в серии колеблется от 3 до 8.Из полученного спектра выделяют составляющие с амплитудами не менее, чем 1,2 раза превышающими амплитуды сигналов от взрывов, и с длительностью не менее длительности взрыва. Превышение амплитуды в 1,2 раза по отношению к максимальной амплитуде взрывного процесса обусловлено выделением потенциальной энергии, характеризует его склонность к накоплению потенциальной энергии и реализации ее при микроподвижках горных пород в виде квазирезонансных колебательных процессов. Превышение длительностью квазирезонансных процессов длительности взрывных процессов характеризует "добротность отдельных участков11 35 горного массива, т.е. характеризует массив с позиции способности выделения накопленной энергии,4Как показала практика, такие процессы могут возникать на отдельных обладающих высокой добротцостью участках горцого массива или целиках после многократной перетряски его и уплотнения до тех пор, пока не возникает добротная колебательная система, способная накапливать потенциальную и выделять кинетическую энергию, При проведении взрывных работ эти участки провоцируются и возникают устойчивые квазирезонансные процессы с амплитудой от 2 до 10 раз, превышающие амплитуды провоцирующих их колебаний.В результате контроля микросейсмической эмиссии в частотном диапазоне от 20 Гц до 20 кГц выявляют участки массива, склонные к возникновению устойчивых квазирезонансных процессов, разделяют их на группы по интенсивности и повторяемости, при этом в наиболее активных участках дополнительно измеряют интенсивность микросейсмической эмиссии, причем увеличение1 или постоянство ее после прекращения взрывов характеризует наиболее удароопасные участки, .а резкое снижение соответствует ненапряженному состоянию участка массива горных породНа неудароопасных участках микро- сейсмическая активность остается постоянной и квазирезонансных явлений не наблюдается.Применение предлагаемого способа оценки удароопасности массива горных пород направлено на повышение безопасности ведения горных работ.